CAJ | 학술논문

以全钒液流电池为研究对象,利用电池内部传递与反应相耦合的机理模型,模拟电池二维、等温、稳态条件下,电池充电过程电极参数对电池内部极化的影响规律,包括碳毡电极的几何结构参数(厚度Lt和压缩比CR)、电学特性参数(比表面积a和电导率σs)和操作参数(充电电流密度i)的影响.数值模拟结果给出Li从1.5 mm增至3.5mm,端电压仅降低3mV; CR从0.1增至0.5,端电压降低16 mV;a从3.5×104 m2/m3增至3.5×106 m2/m3,端电压降低30 mV; σesff从18.9 S/m增至164.4 S/m,端电压降低87 mV,并给出多孔电极内部过电势在不同σesff条件下不同的二维分布特点;i从1 00 mA/cm2增至150 mA/cm2,端电压增大57 mV,若同比增大比表面积a,则端电压只增大46 mV.将数值模拟与宏观实验相对比,取得良好的一致性,表明了数值模拟与分析的可靠性.通过增大CR、a、σesff可以明显提高电池性能,为进一步提高电极材料的性能、设计电极结构参数、选择操作参数提供了重要依据.
이전범액류전지위연구대상,이용전지내부전체여반응상우합적궤리모형,모의전지이유、등온、은태조건하,전지충전과정전겁삼수대전지내부겁화적영향규률,포괄탄전전겁적궤하결구삼수(후도Lt화압축비CR)、전학특성삼수(비표면적a화전도솔σs)화조작삼수(충전전류밀도i)적영향.수치모의결과급출Li종1.5 mm증지3.5mm,단전압부강저3mV; CR종0.1증지0.5,단전압강저16 mV;a종3.5×104 m2/m3증지3.5×106 m2/m3,단전압강저30 mV; σesff종18.9 S/m증지164.4 S/m,단전압강저87 mV,병급출다공전겁내부과전세재불동σesff조건하불동적이유분포특점;i종1 00 mA/cm2증지150 mA/cm2,단전압증대57 mV,약동비증대비표면적a,칙단전압지증대46 mV.장수치모의여굉관실험상대비,취득량호적일치성,표명료수치모의여분석적가고성.통과증대CR、a、σesff가이명현제고전지성능,위진일보제고전겁재료적성능、설계전겁결구삼수、선택조작삼수제공료중요의거.